[전자신문] 포스텍 연구진, 양자측정기기 개발위한 핵심원리 밝혀

<김윤호 포스텍 교수>

레이저나 형광 등 광원 대신 광자를 이용해 물체의 세부구조를 측정하는 양자측정기기 개발에 필수적인 핵심원리가 밝혀졌다. 김윤호 포스텍(POSTECH) 물리학과 교수는 독일 프라이브르크대학 이론 연구진과 공동으로 양자측정기기와 같은 정밀측정분야에 응용할 수 있는 광자(빛을 구성하는 근본입자)의 양자역학적 원리를 규명했다고 24일 밝혔다.

이 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구자지원사업 및 일반연구자지원사업의 지원으로 수행됐다. 연구결과는 네이처 커뮤니케이션지 온라인판에 소개됐다.

연구팀은 광자의 간섭현상의 일종인 결맞음 시간이 다양함을 실험적으로 밝혀냈다. 기존 정밀측정기기에 쓰이는 빛의 결맞음시간보다 더 짧은 결맞음시간이 존재한다는 사실도 규명했다.

결맞음시간과 광학기기의 분해능은 반비례 관계에 있어, 이번에 알아낸 가장 짧은 결맞음시간의 존재 확인은 광학측정기기 해상도 향상을 위한 원리로 응용될 수 있다. 정밀측정분야에서는 주로 물체에 입사하는 빛의 간섭현상을 이용, 물체의 두께나 굴절률을 측정한다. 간섭현상이 유지되는 결맞음시간이 측정의 정밀도에 영향을 미친다.

김윤호 교수는 “광자들이 보이는 결맞음시간의 다양성을 관측함으로써 광자의 양자역학적 특성을 규명했을 뿐 아니라 양자측정기기 개발을 위한 핵심원리를 제시한 것”이라고 밝혔다.